Desarrollan robot uruguayo para inspeccionar ductos de saneamiento

Investigadores de Facultad de Ingeniería, la Fundación Ricaldoni y las empresas DICA y Kreitech trabajan mancomunadamente para desarrollar dispositivos capaces de relevar en forma autónoma distintas estructuras, como por ejemplo, el interior de los ductos de saneamiento de Montevideo.

Las redes de saneamiento de Montevideo alcanzan los 2.930 km y atienden a más de 1.100.000 personas, el 91% de los habitantes del departamento. Ante la magnitud de la red, la comuna busca encontrar mecanismos de inspección automatizados, particularmente para las áreas de difícil o nulo acceso humano.

El jefe del Departamento de Diseño Mecánico del Instituto de Ingeniería Mecánica y Producción Industrial (IIMPI) de la Facultad de Ingeniería (Fing - Udelar), Gabriel Usera, explicó que en 2021 tres grupos de investigación de Facultad (su grupo del IIMPI, el de Robótica del Instituto de Computación y el de Ingeniería Sanitaria del Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental) presentaron una propuesta conjunta a la convocatoria de la Universidad de la República (Udelar) con la Intendencia de Montevideo (IM) para desarrollar algoritmos para sistematizar la inspección del saneamiento en Montevideo. La propuesta fue seleccionada y financiada con casi un millón de pesos.

A partir de la formulación de la propuesta se consideró importante encontrar alianzas con empresas para llevar adelante los desarrollos. Con ese objetivo buscaron una empresa de ingeniería civil y otra de automatizaciones que pudieran transformar los prototipos en un producto comercial. “Nos llevó semanas pero tuvimos éxito”, señaló el docente, al tiempo que destacó que las empresas elegidas, Kreitech y DICA, ya tenían una trayectoria de trabajo en común con Fing.

Kreitech es una empresa dedicada al desarrollo de mecanismos de control y de automatización en internet de las cosas y en robótica; en tanto que DICA es una empresa de servicios de ingeniería dedicada a proyectos de infraestructura general, orientada principalmente a los sectores hidráulico, sanitario y ambiental.

El acuerdo alcanzado con la intervención de la FJR permitirá realizar un plan de trabajo a mediano plazo y presentarse de manera conjunta a fondos concursables.

Vinculación academia-empresa

Usera se mostró feliz por esta alianza lograda a iniciativa universitaria. “En los últimos cinco años, hemos salido con frecuencia a buscar empresas para realizar alianzas en base a desarrollos propios y a la posibilidad de presentarnos a convocatorias. Obteníamos respuestas iniciales favorables pero después no siempre se lograban alcanzar acuerdos para invertir recursos en las iniciativas. En este caso la FJR tuvo un papel inicial clave desde la propia figura de su directora, Julieta López; en la participación en las reuniones y en guiarnos para estructurar el acuerdo. El de la Fundación ha sido un necesario y muy buen acompañamiento”.

Usera destacó que las empresas seleccionadas tienen una vasta trayectoria de trabajo en conjunto con Facultad. “En 2021 hemos conversado sobre este proyecto, concretamos un acuerdo y nos presentamos a distintos fondos como el María Viñas, el de Electrónica y Robótica del MIEM, etc. También visitamos instalaciones de saneamiento y en Fing diseñamos prototipos preliminares para distintas estructuras, no solo de saneamiento. En este momento hay un grupo de fin de carrera explorando mecanismos de desplazamiento de dispositivos dentro de ductos con cierto nivel de agua, el que puede realizarse con ruedas u orugas, flotantes e incluso de desplazamiento mixto como anfibios y aerodeslizadores”, explicó el investigador.

Con respecto a los sistemas de adquisición de información ambiente, se consideran distintas tecnologías y metodologías, incluyendo filmación en el espectro visible, sondeo ultrasónico y termografía.

Por su parte, el corresponsable del grupo de Inteligencia Artificial y Gestión de Redes del Instituto de Computación (InCo) de Fing - Udelar, Gonzalo Tejera, señaló que su equipo de investigadores se enfoca en el sistema de comunicaciones del robot y en realizar un mapeo de los ductos que se inspeccionarán.

“La idea es realizar una reconstrucción tridimensional del ducto lo más precisa posible de forma tal que, al momento de inspeccionar, se puedan detectar anomalías de manera automática”. Estas pueden ser rajaduras en las bóvedas de los ductos más modernos o problemas con los ladrillos en los ductos de saneamiento del Centro y de la Ciudad Vieja.

“Desde el InCo aportamos el desarrollo del software y algo de hardware para que el dispositivo transite en un entorno difícil y cambiante como es el saneamiento”.

Aclara que el robot es un dispositivo autónomo que no tiene por qué comunicarse con el exterior mientras realiza sus tareas pero “siempre es bueno tener algún tipo de contacto con él porque si se tranca, hay que ir a buscarlo”.

Tejera indicó que a su grupo de investigación le motivó participar de este convenio porque es un problema real que requiere utilizar una serie de técnicas y de desarrollos que la Facultad viene realizando desde hace muchos años. “Está bueno salir de casos armados a medida para probar ideas o desarrollos propios, y pasar a un problema real. Estamos usando nuestros desarrollos ajustándolos a este entorno específico”, indica Tejera.

Resolver desafíos

El CEO de Kreitech, Rafael Sisto, señaló que “es natural recurrir a la Facultad para resolver algunos desafíos”.
“Facultad es el lugar donde se pueden resolver problemas mediante investigaciones, cosa que se torna complejo para las empresas. Los investigadores de Facultad resuelven los desafíos y la empresa hace un producto con los resultados de esas investigaciones. Por ejemplo en el caso de un software, la empresa hace el testing, la gestión y que las interfases sean más amigables para los usuarios, entre otras cosas”.

Con satisfacción, Sisto –que es egresado de Fing al igual que su socio Antonio Malaquina -, explica que Kreitech ya tiene algunos años de trabajo en conjunto con Facultad.

“En 2018 participamos en un proyecto de HidroData para construir un barco autónomo para relevar datos sobre las condiciones del agua. Para aquel proyecto buscamos a los especialistas de robótica y de conducción autónoma de Facultad de Ingeniería, los que resolvieron aspectos de navegación, como por ejemplo que la embarcación siga el curso de los ríos sin encallar y pueda sortear obstáculos sin intervención humana”.

Además, la cartelera de pasantías del Instituto de Ingeniería Eléctrica les resultó un lugar útil para acceder a una estudiante que luego fue contratada para sumarse al equipo de desarrollo de sensores.

Productos comercializables

Con respecto a la propiedad intelectual de los dispositivos y del software, el acuerdo FJR, DICA y Kreitech establece que será propiedad de las tres partes. Se podrán hacer acuerdos para la explotación económica de los resultados, repartiéndose las ganancias.

El objetivo macro es construir un robot uruguayo capaz de inspeccionar ambientes de difícil acceso para un humano. Para realizarlo se necesitan resolver distintos desafíos que pueden verse como subproductos. El sistema de tracción y el módulo de comunicación inalámbrica que conecta al dispositivo que está dentro del ducto con el exterior, son solo dos ejemplos.

“El saneamiento está enterrado bajo varios metros de cemento y a su vez tiene condiciones agresivas y que varían mucho, entonces desarrollar un sistema de comunicación para esas condiciones es un gran desafío”, manifestó Usera.

Mientras tanto Sisto señaló que el módulo de comunicación también puede utilizarse para instalar un sensor fijo que mida la temperatura del agua en algún punto del ducto.

Pero las posibles aplicaciones escapan a los ambientes cerrados. Mientras Sisto visualiza la posibilidad de crear un dispositivo para la inspección automática de palas de aerogeneradores, Tejera se ilusiona con seguir desarrollando un sistema de navegación para entornos agrícolas. “A priori parece que no es lo mismo pero desde el punto de vista de los desafíos que tiene en la construcción de los algoritmos, hay muchas similitudes entre moverse por plantaciones o moverse por ductos”, señala el investigador del InCo.

“Trabajamos con un horizonte de mediano plazo. No estamos pensando en vender el año que viene, pero sí en la posibilidad de generar productos para dentro de tres o cuatro años”, indicó Sisto. “Siempre soñé con crear robótica en Uruguay. Cuando me recibí en 2009 no existía nada de esto en nuestro país. Ahora hay varias iniciativas en funcionamiento, así que tengo esperanzas de que Uruguay pueda generar este tipo de desarrollos complejos”, resaltó el CEO de Kreitech.

Fotos gentileza de Intendencia de Montevideo y de la empresa DICA.

Las fotos utilizadas son meramente ilustrativas y no están directamente relacionadas con este proyecto.